¿Por qué los motores diesel automotrices cambian de línea a alrededor de 4500 rpm mientras que los de gasolina van a 6500-8000 rpm?
¿Tiene esto algo que ver con la relación de compresión?
Respuestas:
En resumen, se basa en una baja tasa de combustión del diesel más la carrera más larga del motor diesel.
Primero debe comprender la diferencia entre estos motores, el diésel funciona únicamente con la compresión de combustible, el calentamiento y la generación de explosión para producir energía, la gasolina, por otro lado, tiene una contracción nativa y necesita una chispa para explotar y producir energía por sí misma.
Dicho eso
Piense en el motor de gasolina como un guepardo, tiene huesos livianos y un cuerpo aerodinámico, por lo que es muy rápido pero no lo suficientemente poderoso como para matar a un león o un rinoceronte.
El motor Diesel es como un elefante, es lento y tiene mucha fuerza, pero necesita patas más pesadas para soportar la enorme masa corporal, por lo que no puede correr tan rápido como el guepardo, pero tiene mucha fuerza. Por fuerza del elefante me refiero al torque en el motor.
El motor de gasolina se quema de manera nativa, por lo que no necesita piezas pesadas para resistir la explosión, sí, está comprimiendo el combustible, pero no es tanto como el diésel, es por eso que las motocicletas de 100 cc se vuelven locas, tienen una construcción liviana (manivelas, pistones )
El diesel no quema tanto como la gasolina, necesita ser comprimido en un grado mucho mayor para quemar, por lo tanto, la culata, el pistón, la manivela, todo debe ser pesado para resistir la explosión de la compresión, disminuyendo así la velocidad de la pistón.
Finalmente para responder tu pregunta:
El diesel se quema lentamente en comparación con la gasolina y para la mayoría de los motores diesel el límite es de alrededor de 4800 a 5000 RPM.
Añadiendo claridad al punto anterior, en un motor de gasolina casi el 95% del combustible se quema en cada carrera, pero en el motor diesel no todo el diesel se quema en cada carrera debido a la lenta tasa de combustión, queda algo de diesel en el cilindro antes el siguiente golpe, así que no importa cuánto empuje, esa pequeña cantidad de diesel no se quemará antes de que el pistón esté listo para el siguiente golpe, limitando así la velocidad o la línea roja.
Para ampliar la excelente respuesta de Anarach; la velocidad de combustión del diésel es más lenta que la gasolina y a mayores RPM correría el riesgo de que la válvula de escape se abriera mientras la mezcla en el cilindro todavía estaba ardiendo. Aumente las RPM más, especialmente en los motores diseñados con cierta superposición, de modo que las válvulas de admisión y escape estén abiertas al mismo tiempo y si todavía tiene un evento de quemado en su cámara de combustión, corre el riesgo de detonación que arruinará totalmente su motor.
Probablemente también haya un argumento de que en un motor de gasolina, usted está controlando el punto exacto en el ciclo de cada cilindro en el que comienza la combustión. Un motor de gasolina avanza el encendido en virtud de los pesos dentro del cuerpo del distribuidor o por medios electrónicos a través de un mapa de la ECU. Con un motor diesel, usted depende de la compresión, enciende el combustible y, por lo tanto, se limita a cuándo se dispara este evento, que es probablemente la razón por la que dichos motores suelen tener una banda de potencia mucho más estrecha.
Paulster2 tiene razón, variar el tiempo de inyección con respecto al ángulo del cigüeñal del motor es la principal forma de controlar el proceso de combustión en un motor diesel. En un motor de gasolina convencional (PFI o SIDI), el combustible y el aire se mezclan en gran medida antes del evento de chispa (que controla el inicio del proceso de combustión) que luego conduce a un frente de llama de propagación rápida que consume la mezcla de combustible / aire comprimido en su camino, incluso para SIDI, el tiempo de inyección de combustible suele ser muy temprano con respecto al punto muerto superior del motor (TDC). Todo esto daría como resultado un proceso de combustión relativamente más rápido.
En los motores diesel, el combustible se inyecta en el aire caliente (el resultado de la compresión) cerca del TDC, lo que llevaría un tiempo (retraso de encendido) antes de que la mezcla de combustible y aire se encienda automáticamente. Hasta este punto, la inyección de combustible todavía está ocurriendo (para la combustión convencional de diesel) que luego conduce a un modelo de combustión específica del motor diesel: mezcla de combustión controlada. En este modelo, la velocidad de combustión está determinada por la velocidad de mezcla de combustible / aire. El modelo único de combustión diesel determinó básicamente que el proceso de combustión ha incluido la mezcla y la combustión, a diferencia de los motores de gasolina que asignan el proceso de mezcla en la carrera de admisión o compresión, lo que lleva a un proceso general más rápido. Otros factores también contribuyen como la construcción más pesada del motor diesel (mayor impulso), mayor relación de compresión (carrera más larga).
En términos generales, el motor diesel simplemente no puede / no requiere altas revoluciones para obtener suficiente par / potencia de salida.